JP7158249B2 - SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND STORAGE MEDIUM - Google Patents
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Description
開示の実施形態は、基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体に関する。 The disclosed embodiments relate to a substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a storage medium.
従来、基板処理装置において、リン酸処理液に基板を浸漬することで、基板上に積層されたシリコン窒化膜(SiN)およびシリコン酸化膜(SiO2)のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチングするエッチング処理を行うことが知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, in a substrate processing apparatus, the substrate is immersed in a phosphating solution to selectively etch the silicon nitride film out of the silicon nitride film (SiN) and the silicon oxide film (SiO 2 ) laminated on the substrate. It is known to perform an etching process to remove the film (see Patent Literature 1).
本開示は、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が高積層された基板でも、シリコン窒化膜を精度よくエッチングすることができる技術を提供する。 The present disclosure provides a technique capable of accurately etching a silicon nitride film even on a substrate in which silicon nitride films and silicon oxide films are highly laminated.
本開示の一態様による基板処理方法は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板を、リン酸処理液によってエッチングするエッチング工程を含む。前記エッチング工程は、開始時点から第1の時間間隔が経過するまでの間、前記リン酸処理液中のシリコン濃度を前記シリコン酸化膜がエッチングされる第1のシリコン濃度にする。 A substrate processing method according to one aspect of the present disclosure includes an etching step of etching a substrate having a silicon oxide film and a silicon nitride film formed thereon with a phosphating solution. In the etching step, the silicon concentration in the phosphating solution is set to a first silicon concentration at which the silicon oxide film is etched during a first time interval from the start time.
本開示によれば、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が高積層された基板でも、シリコン窒化膜を精度よくエッチングすることができる。 According to the present disclosure, it is possible to accurately etch the silicon nitride film even on a substrate in which silicon nitride films and silicon oxide films are highly laminated.
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Embodiments of a substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a storage medium disclosed in the present application will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present disclosure is not limited by the embodiments shown below. Also, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship of dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from reality. Furthermore, even between the drawings, there are cases where portions having different dimensional relationships and ratios are included.
従来、基板処理装置において、リン酸処理液に基板を浸漬することで、基板上に積層されたシリコン窒化膜(SiN)およびシリコン酸化膜(SiO2)のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチングするエッチング処理を行うことが知られている。 Conventionally, in a substrate processing apparatus, the substrate is immersed in a phosphating solution to selectively etch the silicon nitride film out of the silicon nitride film (SiN) and the silicon oxide film (SiO 2 ) laminated on the substrate. It is known to perform an etching process to
しかしながら、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が数多く積層された(以下、「高積層された」とも呼称する。)基板においてシリコン窒化膜を選択的にエッチングする場合、エッチングされたシリコン窒化膜の成分を基板の外まで排出する経路が長くなる。そのため、シリコン酸化膜の間に形成される隙間に入りこんだリン酸処理液中のシリコン濃度が高くなり、シリコン酸化膜上にシリコン酸化物が析出するおそれがある。 However, when selectively etching a silicon nitride film on a substrate in which many silicon nitride films and silicon oxide films are laminated (hereinafter also referred to as "highly laminated"), the components of the etched silicon nitride film are The route to discharge to the outside of the board becomes long. As a result, the concentration of silicon in the phosphating solution that enters the gaps formed between the silicon oxide films increases, and silicon oxide may precipitate on the silicon oxide films.
そこで、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が高積層された基板でも、シリコン窒化膜を精度よくエッチングすることが期待されている。 Therefore, it is expected that the silicon nitride film can be etched with high precision even on a substrate on which silicon nitride films and silicon oxide films are highly laminated.
<基板処理装置の構成>
まず、実施形態に係る基板処理装置1の構成について図1を参照して説明する。図1は、基板処理装置1の概略平面図である。なお、以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。
<Configuration of substrate processing apparatus>
First, the configuration of a
図1に示すように、実施形態に係る基板処理装置1は、キャリア搬入出部2と、ロット形成部3と、ロット載置部4と、ロット搬送部5と、ロット処理部6と、制御部100とを有する。
As shown in FIG. 1, the
キャリア搬入出部2は、複数枚(たとえば、25枚)の基板(シリコンウエハ)8を水平姿勢で上下に並べて収容したキャリア9の搬入、および搬出を行う。
The carrier loading/unloading
キャリア搬入出部2には、複数個のキャリア9を載置するキャリアステージ10と、キャリア9の搬送を行うキャリア搬送機構11と、キャリア9を一時的に保管するキャリアストック12,13と、キャリア9を載置するキャリア載置台14とが設けられている。
The carrier loading/
キャリア搬入出部2は、外部からキャリアステージ10に搬入されたキャリア9を、キャリア搬送機構11を用いてキャリアストック12や、キャリア載置台14に搬送する。すなわち、キャリア搬入出部2は、ロット処理部6で処理する前の複数枚の基板8を収容するキャリア9を、キャリアストック12や、キャリア載置台14に搬送する。
The carrier loading/
キャリアストック12は、ロット処理部6で処理する前の複数枚の基板8を収容するキャリア9を、一時的に保管する。
The
キャリア載置台14に搬送され、ロット処理部6で処理する前の複数枚の基板8を収容するキャリア9からは、後述する基板搬送機構15によって複数枚の基板8が搬出される。また、キャリア載置台14に載置され、基板8を収容していないキャリア9には、基板搬送機構15から、ロット処理部6で処理した後の複数枚の基板8が搬入される。
A plurality of
キャリア搬入出部2は、キャリア載置台14に載置され、ロット処理部6で処理した後の複数枚の基板8を収容するキャリア9を、キャリア搬送機構11を用いてキャリアストック13や、キャリアステージ10に搬送する。
The carrier loading/
キャリアストック13は、ロット処理部6で処理した後の複数枚の基板8を一時的に保管する。キャリアステージ10に搬送されたキャリア9は、外部へ搬出される。
The
ロット形成部3には、複数枚(たとえば、25枚)の基板8を搬送する基板搬送機構15が設けられている。ロット形成部3は、基板搬送機構15による複数枚(たとえば、25枚)の基板8の搬送を2回行い、複数枚(たとえば、50枚)の基板8からなるロットを形成する。
The
ロット形成部3は、基板搬送機構15を用いて、キャリア載置台14に載置されたキャリア9からロット載置部4へ複数枚の基板8を搬送し、複数枚の基板8をロット載置部4に載置することで、ロットを形成する。
The
ロットを形成する複数枚の基板8は、ロット処理部6によって同時に処理される。ロットを形成するときは、複数枚の基板8の表面にパターンが形成されている面を互いに対向するようにロットを形成してもよく、また、複数枚の基板8の表面にパターンが形成されている面がすべて一方を向くようにロットを形成してもよい。
A plurality of
また、ロット形成部3は、ロット処理部6で処理が行われ、ロット載置部4に載置されたロットから、基板搬送機構15を用いて複数枚の基板8をキャリア9へ搬送する。
The
基板搬送機構15は、複数枚の基板8を支持するための基板支持部として、処理前の複数枚の基板8を支持する処理前基板支持部(不図示)と、処理後の複数枚の基板8を支持する処理後基板支持部(不図示)の2種類を有している。これにより、処理前の複数枚の基板8等に付着したパーティクル等が処理後の複数枚の基板8等に転着することを防止することができる。
The
基板搬送機構15は、複数枚の基板8の搬送途中で、複数枚の基板8の姿勢を水平姿勢から垂直姿勢、および垂直姿勢から水平姿勢に変更する。
The
ロット載置部4は、ロット搬送部5によってロット形成部3とロット処理部6との間で搬送されるロットをロット載置台16で一時的に載置(待機)する。ロット載置部4には、搬入側ロット載置台17と、搬出側ロット載置台18とが設けられている。
The
搬入側ロット載置台17には、処理前のロットが載置される。搬出側ロット載置台18には、処理後のロットが載置される。搬入側ロット載置台17および搬出側ロット載置台18には、1ロット分の複数枚の基板8が垂直姿勢で前後に並べて載置される。
A lot before processing is placed on the load-in side lot placing table 17 . A processed lot is placed on the carrying-out side lot placing table 18 . A plurality of
ロット搬送部5は、ロット載置部4とロット処理部6との間や、ロット処理部6の内部間でロットの搬送を行う。ロット搬送部5には、ロットの搬送を行うロット搬送機構19が設けられている。
The lot transport unit 5 transports lots between the
ロット搬送機構19は、ロット載置部4とロット処理部6とに沿わせて配置したレール20と、ロットを保持しながらレール20に沿って移動する移動体21とを有する。移動体21には、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板8で形成されるロットを保持する基板保持体22が設けられている。ロット搬送機構19は、搬送部を構成する。
The
ロット搬送部5は、搬入側ロット載置台17に載置されたロットをロット搬送機構19の基板保持体22で受取り、受取ったロットをロット処理部6に受け渡す。また、ロット搬送部5は、ロット処理部6で処理されたロットをロット搬送機構19の基板保持体22で受取り、受取ったロットを搬出側ロット載置台18に受け渡す。さらに、ロット搬送部5は、ロット搬送機構19を用いてロット処理部6の内部においてロットの搬送を行う。
The lot transporting unit 5 receives the lot placed on the load-in side lot placing table 17 by the
ロット処理部6は、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板8で形成されたロットにエッチングや、洗浄や、乾燥などの処理を行う。ロット処理部6には、2台のエッチング処理装置23と、洗浄処理装置24と、基板保持体洗浄処理装置25と、乾燥処理装置26とが並べて設けられている。
The
エッチング処理装置23は、ロットにエッチング処理を行う。洗浄処理装置24は、ロットの洗浄処理を行う。基板保持体洗浄処理装置25は、基板保持体22の洗浄処理を行う。乾燥処理装置26は、ロットの乾燥処理を行う。なお、エッチング処理装置23の台数は、2台に限られることはなく、1台でもよく、3台以上であってもよい。
The
エッチング処理装置23は、エッチング用の処理槽27と、リンス用の処理槽28と、基板昇降機構29、30とを有する。なお、図1では図示を省略しているが、実施形態のエッチング処理装置23は、エッチング用の処理槽27を複数備えている。
The
エッチング用の処理槽27には、エッチング用の処理液(以下、「エッチング液」という。)が貯留される。リンス用の処理槽28には、リンス用の処理液(純水等)が貯留される。なお、エッチング用の処理槽27の詳細については後述する。基板昇降機構29、30には、ロットを形成する複数枚の基板8が垂直姿勢で前後に並べて保持される。
The
エッチング処理装置23は、ロット搬送機構19の基板保持体22からロットを基板昇降機構29で受取り、受取ったロットを基板昇降機構29で降下させることでロットを処理槽27のエッチング液に浸漬させてエッチング処理を行う。エッチング処理は、たとえば、1時間~3時間程度行われる。
The
また、実施形態では、エッチング処理装置23の1つのエッチング用の処理槽27から、別のエッチング用の処理槽27にロットを搬送することにより、異なる条件のエッチング処理を連続的に実施することができる。
Further, in the embodiment, by transporting a lot from one
その後、エッチング処理装置23は、基板昇降機構29を上昇させることでロットを処理槽27から取り出し、基板昇降機構29からロット搬送機構19の基板保持体22にロットを受け渡す。
Thereafter, the
そして、ロット搬送機構19の基板保持体22からロットを基板昇降機構30で受取り、受取ったロットを基板昇降機構30で降下させることでロットを処理槽28のリンス用の処理液に浸漬させてリンス処理を行う。
Then, the lot is received by the
その後、エッチング処理装置23は、基板昇降機構30を上昇させることでロットを処理槽28から取り出し、基板昇降機構30からロット搬送機構19の基板保持体22にロットを受け渡す。
After that, the
洗浄処理装置24は、洗浄用の処理槽31と、リンス用の処理槽32と、基板昇降機構33、34とを有する。洗浄用の処理槽31には、洗浄用の処理液(SC-1(アンモニア、過酸化水素および水の混合液)等)が貯留される。リンス用の処理槽32には、リンス用の処理液(純水等)が貯留される。基板昇降機構33、34には、1ロット分の複数枚の基板8が垂直姿勢で前後に並べて保持される。
The cleaning
乾燥処理装置26は、処理槽35と、処理槽35に対して昇降する基板昇降機構36とを有する。処理槽35には、乾燥用の処理ガス(IPA(イソプロピルアルコール)等)が供給される。基板昇降機構36には、1ロット分の複数枚の基板8が垂直姿勢で前後に並べて保持される。
The drying
乾燥処理装置26は、ロット搬送機構19の基板保持体22からロットを基板昇降機構36で受取り、受取ったロットを基板昇降機構36で降下させて処理槽35に搬入し、処理槽35に供給した乾燥用の処理ガスでロットの乾燥処理を行う。そして、乾燥処理装置26は、基板昇降機構36でロットを上昇させ、基板昇降機構36からロット搬送機構19の基板保持体22に、乾燥処理を行ったロットを受け渡す。
The drying
基板保持体洗浄処理装置25は、処理槽37を有し、処理槽37に洗浄用の処理液、および乾燥ガスを供給できるようになっており、ロット搬送機構19の基板保持体22に洗浄用の処理液を供給した後、乾燥ガスを供給することで基板保持体22の洗浄処理を行う。
The substrate holder
制御部100は、基板処理装置1の各部(キャリア搬入出部2、ロット形成部3、ロット載置部4、ロット搬送部5、ロット処理部6)の動作を制御する。制御部100は、スイッチなどからの信号に基づいて、基板処理装置1の各部の動作を制御する。
The
制御部100は、たとえばコンピュータからなり、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体38を有する。記憶媒体38には、基板処理装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。
The
制御部100は、記憶媒体38に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置1の動作を制御する。なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体38に記憶されていたものであって、他の記憶媒体から制御部100の記憶媒体38にインストールされたものであってもよい。
The
コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体38としては、たとえばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。
The computer-
<エッチング用の処理槽の構成>
次に、エッチング用の処理槽27について、図2を参照し説明する。図2は、実施形態に係るエッチング用の処理槽27の構成を示す概略ブロック図である。
<Structure of Processing Tank for Etching>
Next, the
エッチング用の処理槽27では、エッチング液を用いて、基板8上に形成されたシリコン窒化膜(SiN)8A(図3A参照)およびシリコン酸化膜(SiO2)8B(図3A参照)のうち、シリコン窒化膜8Aを選択的にエッチングする。
In the
窒化膜のエッチング処理では、リン酸(H3PO4)水溶液にシリコン(Si)含有化合物を添加してシリコン濃度を調整した溶液が、エッチング液として一般的に用いられる。 In the nitride film etching process, a solution prepared by adding a silicon (Si)-containing compound to a phosphoric acid (H 3 PO 4 ) aqueous solution to adjust the silicon concentration is generally used as an etchant.
シリコン濃度の調整手法としては、既存のリン酸水溶液にダミー基板を浸漬させてシリコンを溶解させる方法(シーズニング)や、コロイダルシリカなどのシリコン含有化合物をリン酸水溶液に溶解させる方法がある。また、リン酸水溶液にシリコン含有化合物水溶液を添加してシリコン濃度を調整する方法もある。 Methods for adjusting the silicon concentration include a method of immersing a dummy substrate in an existing phosphoric acid aqueous solution to dissolve silicon (seasoning), and a method of dissolving a silicon-containing compound such as colloidal silica in a phosphoric acid aqueous solution. There is also a method of adjusting the silicon concentration by adding an aqueous solution of a silicon-containing compound to an aqueous solution of phosphoric acid.
エッチング用の処理槽27は、リン酸水溶液供給部40と、リン酸水溶液排出部41と、純水供給部42と、シリコン供給部43と、内槽44と、外槽45と、温調タンク46とを有する。
The
リン酸水溶液供給部40は、リン酸水溶液供給源40Aと、リン酸水溶液供給ライン40Bと、第1流量調整器40Cとを有する。
The phosphoric acid aqueous
リン酸水溶液供給源40Aは、リン酸水溶液を貯留するタンクである。リン酸水溶液供給ライン40Bは、リン酸水溶液供給源40Aと温調タンク46とを接続し、リン酸水溶液供給源40Aから温調タンク46にリン酸水溶液を供給する。
The phosphoric acid aqueous
第1流量調整器40Cは、リン酸水溶液供給ライン40Bに設けられ、温調タンク46へ供給されるリン酸水溶液の供給量を調整する。第1流量調整器40Cは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。
The first
純水供給部42は、純水供給源42Aと、純水供給ライン42Bと、第2流量調整器42Cとを有する。純水供給部42は、エッチング液を加熱することにより蒸発した水分を補給するために外槽45に純水(DIW)を供給する。
The pure
純水供給ライン42Bは、純水供給源42Aと外槽45とを接続し、純水供給源42Aから外槽45に所定温度の純水を供給する。
The pure
第2流量調整器42Cは、純水供給ライン42Bに設けられ、外槽45へ供給される純水の供給量を調整する。第2流量調整器42Cは、開閉弁、流量制御弁、流量計などから構成される。第2流量調整器42Cによって純水の供給量が調整されることで、エッチング液の温度、リン酸濃度、シリコン濃度が調整される。第2流量調整器42Cは、温調部、リン酸濃度調整部、シリコン濃度調整部を構成する。
The
シリコン供給部43は、シリコン供給源43Aと、シリコン供給ライン43Bと、第3流量調整器43Cとを有する。
The
シリコン供給源43Aは、シリコン含有化合物水溶液を貯留するタンクである。シリコン供給ライン43Bは、シリコン供給源43Aと温調タンク46とを接続し、シリコン供給源43Aから温調タンク46にシリコン含有化合物水溶液を供給する。
43 A of silicon|silicone supply sources are tanks which store silicon-containing compound aqueous solution. The
第3流量調整器43Cは、シリコン供給ライン43Bに設けられ、温調タンク46へ供給されるシリコン含有化合物水溶液の供給量を調整する。第3流量調整器43Cは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。
The third
シリコン含有化合物水溶液は、エッチング処理が終了し、エッチング液を全て入れ替える際に供給される予備液を生成する場合に供給される。なお、シリコン供給部43は、シリコン含有化合物水溶液を外槽45に供給可能としてもよい。この場合、シリコン供給部43は、エッチング処理中に、エッチング液中のシリコン濃度が低下した場合に、シリコン含有化合物水溶液を外槽45に供給することができる。
The silicon-containing compound aqueous solution is supplied when the etching process is finished and a preliminary liquid to be supplied when the etching liquid is completely replaced is generated. In addition, the
内槽44は、上部が開放され、エッチング液が上部付近まで供給される。内槽44では、基板昇降機構29によってロット(複数枚の基板8)がエッチング液に浸漬され、基板8にエッチング処理が行われる。内槽44は、基板処理槽を構成する。
The
外槽45は、内槽44の上部周囲に設けられるとともに上部が開放される。外槽45には、内槽44からオーバーフローしたエッチング液が流入する。また、外槽45には、予備液が温調タンク46から供給される。また、外槽45には、純水供給部42から純水が供給される。
The
外槽45には、エッチング液の温度を検出するための温度センサ80、およびエッチング液のリン酸濃度を検出するためのリン酸濃度センサ81が設けられる。各センサ80、81によって生成された信号は、制御部100(図1参照)に入力される。
The
外槽45と内槽44とは第1循環ライン50によって接続される。第1循環ライン50の一端は、外槽45に接続され、第1循環ライン50の他端は、内槽44内に設置された処理液供給ノズル49に接続される。
The
第1循環ライン50には、外槽45側から順に、第1ポンプ51、第1ヒーター52およびフィルタ53が設けられる。外槽45内のエッチング液は第1ヒーター52によって加温されて処理液供給ノズル49から内槽44内に流入する。
The
第1ヒーター52は、内槽44に供給されるエッチング液の温度を調整する。また、第1循環ライン50には、エッチング液中のシリコン濃度を検出するためのシリコン濃度センサ82が設けられる。シリコン濃度センサ82によって生成された信号は、制御部100に入力される。第1ヒーター52は、温調部を構成する。
The
第1ポンプ51を駆動させることにより、エッチング液は、外槽45から第1循環ライン50を経て内槽44内に送られる。また、エッチング液は、内槽44からオーバーフローすることで、再び外槽45へと流出する。
By driving the
このようにして、エッチング液の循環路55が形成される。すなわち、循環路55は、外槽45、第1循環ライン50、内槽44によって形成される。循環路55では、内槽44を基準として外槽45が第1ヒーター52よりも上流側に設けられる。
Thus, a
温調タンク46では、リン酸水溶液供給部40から供給されたリン酸水溶液が予備液として貯留される。また、温調タンク46では、リン酸水溶液供給部40から供給されたリン酸水溶液と、シリコン供給部43から供給されたシリコン含有化合物水溶液とが混合された予備液が生成され、貯留される。
In the
たとえば、温調タンク46では、内槽44および外槽45のエッチング液を全て入れ替える場合には、リン酸水溶液とシリコン含有化合物水溶液とが混合された予備液が生成され、貯留される。また、温調タンク46では、エッチング処理中にエッチング液の一部を入れ替える場合には、リン酸水溶液が予備液として貯留される。
For example, in the
温調タンク46には、温調タンク46内の予備液を循環させる第2循環ライン60が接続される。また、温調タンク46には、供給ライン70の一端が接続される。供給ライン70の他端は、外槽45に接続される。
A
第2循環ライン60には、第2ポンプ61および第2ヒーター62が設けられている。第2ヒーター62をONにした状態で第2ポンプ61を駆動させることにより、温調タンク46内の予備液が加温されて循環する。第2ヒーター62は、予備液の温度を調整する。第2ヒーター62は、温調部を構成する。
A
供給ライン70には、第3ポンプ71と、第4流量調整器72とが設けられる。第4流量調整器72は、外槽45へ供給される予備液の供給量を調整する。第4流量調整器72は、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。第4流量調整器72によって予備液の供給量が調整されることで、エッチング液の温度、リン酸濃度、シリコン濃度が調整される。第4流量調整器72は、温調部、リン酸濃度調整部、シリコン濃度調整部を構成する。
The
温調タンク46に貯留された予備液は、エッチング液の全部、または一部を入れ替える際に、供給ライン70を介して外槽45に供給される。
The preliminary liquid stored in the
リン酸水溶液排出部41は、エッチング処理で使用されたエッチング液の全部、または一部を入れ替える際にエッチング液を排出する。リン酸水溶液排出部41は、排出ライン41Aと、第5流量調整器41Bと、冷却タンク41Cとを有する。
The phosphoric acid aqueous
排出ライン41Aは、第1循環ライン50に接続される。第5流量調整器41Bは、排出ライン41Aに設けられ、排出されるエッチング液の排出量を調整する。第5流量調整器41Bは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。
The
冷却タンク41Cは、排出ライン41Aを流れてきたエッチング液を一時的に貯留するとともに冷却する。第5流量調整器41Bによって排出量が調整され、たとえば、純水が供給されることで、エッチング液の温度、リン酸濃度、シリコン濃度が調整される。第5流量調整器41Bは、温調部、リン酸濃度調整部、シリコン濃度調整部を構成する。
The
なお、第1流量調整器40C~第5流量調整器41Bを構成する開閉弁の開閉や、流量制御弁の開度は、制御部100からの信号に基づいてアクチュエータ(不図示)が動作することで、変更される。すなわち、第1流量調整器40C~第5流量調整器41Bを構成する開閉弁や、流量制御弁は、制御部100によって制御される。
The opening and closing of the on-off valves constituting the
<エッチング処理の概要>
つづいて、実施形態に係るエッチング処理について、図3A~図3Dを参照しながら説明する。図3Aは、エッチング処理を行う前の基板8の断面を示す概略図である。図3Bは、エッチング処理が進んだ基板8の状態を示す概略図である。図3Cは、エッチング処理がさらに進んだ基板8の状態を示す概略図である。図3Dは、エッチング処理が終了した基板8の状態を示す概略図である。
<Outline of etching process>
Next, an etching process according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 3A to 3D. FIG. 3A is a schematic diagram showing a cross-section of the
図3Aに示すように、エッチング処理を行う前の基板8には、シリコン窒化膜8Aとシリコン酸化膜8Bとが交互に複数積層されている。また、基板8には、エッチング液が浸入し、積層されたシリコン窒化膜8Aをエッチングするための溝8Cが複数形成されている。
As shown in FIG. 3A, a plurality of
基板8を内槽44に浸漬し、エッチング処理を開始すると、図3Bに示すように、まず、溝8C付近のシリコン窒化膜8Aがエッチングされる。すなわち、エッチング処理では、溝8Cに近いシリコン窒化膜8Aから順にエッチングされる。
When the
エッチングによりエッチング液に溶出したシリコン窒化膜8Aの成分は、シリコン窒化膜8Aがエッチングされることで形成される隙間8Dから溝8Cに排出され、溝8Cから基板8の外へ排出される。溝8Cや、隙間8Dのエッチング液が新しいエッチング液に置換されることで、エッチングが進行する。
The components of the
そのため、エッチング処理が進むにつれて、図3Cに示すように、エッチングされる箇所から溝8Cまでの距離が長くなる。すなわち、エッチング液に溶出したシリコン窒化膜8Aの成分が基板8の外まで排出される距離が長くなる。
Therefore, as the etching process progresses, the distance from the etched portion to the
そのため、シリコン窒化膜8Aのエッチングレートが大きい場合には、溝8Cや隙間8Dのエッチング液に含まれるシリコン濃度が高くなる。特に、溝8Cの奥側、すなわち基板8の表面からの距離が長い箇所に形成される隙間8Dでは、エッチング液中のシリコン濃度が高くなる。
Therefore, when the etching rate of the
したがって、エッチングされて溶出したシリコン窒化膜8Aの成分を含むエッチング液が基板8の外まで排出される間に、シリコン酸化物がシリコン酸化膜8B上に析出することがある。なお、エッチング処理がさらに進むと、図3Dに示すように、両側の隙間8Dが連通する。
Therefore, silicon oxide may be deposited on
<エッチング処理の詳細>
つづいて、実施形態に係るエッチング処理の詳細について、図4~図7を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係るエッチング処理におけるエッチング液中のシリコン濃度およびエッチング液の温度の推移を示す図である。
<Details of etching process>
Next, details of the etching process according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 7. FIG. FIG. 4 is a diagram showing the transition of the silicon concentration in the etchant and the temperature of the etchant in the etching process according to the embodiment.
図4に示すように、実施形態に係るエッチング処理は、第1エッチング処理と、第2エッチング処理と、第3エッチング処理とを含む。 As shown in FIG. 4, the etching process according to the embodiment includes a first etching process, a second etching process, and a third etching process.
第1エッチング処理は、エッチング処理を開始した時間t0から所定の時間t1までの第1の時間間隔で行われる。第2エッチング処理は、第1エッチング処理につづいて時間t1から所定の時間t2までの第2の時間間隔で行われる。第3エッチング処理は、第2エッチング処理につづいて時間t2からエッチング処理が完了する所定の時間t3までの第3の時間間隔で行われる。 The first etching process is performed at a first time interval from time t0 at which the etching process is started to a predetermined time t1. A second etching process is performed at a second time interval from time t1 to a predetermined time t2 following the first etching process. A third etching process is performed following the second etching process for a third time interval from time t2 to a predetermined time t3 when the etching process is completed.
第1エッチング処理では、エッチング液中のシリコン濃度が所定の第1濃度Caであり、エッチング液の温度が所定の第1温度Taである。また、第2エッチング処理では、エッチング液中のシリコン濃度が第1濃度Caより高い所定の第2濃度Cbであり、エッチング液の温度が第1温度Taより高い所定の第2温度Tbである。 In the first etching process, the silicon concentration in the etchant is a predetermined first concentration Ca, and the temperature of the etchant is a predetermined first temperature Ta. In the second etching process, the silicon concentration in the etchant is a second concentration Cb higher than the first concentration Ca, and the temperature of the etchant is a second temperature Tb higher than the first temperature Ta.
さらに、第3エッチング処理では、エッチング液中のシリコン濃度が第2濃度Cbより高い所定の第3濃度Ccであり、エッチング液の温度が第2温度Tbより高い所定の第3温度Tcである。 Furthermore, in the third etching process, the silicon concentration in the etching liquid is a predetermined third concentration Cc that is higher than the second concentration Cb, and the temperature of the etching liquid is a predetermined third temperature Tc that is higher than the second temperature Tb.
ここで、かかる第1濃度Ca~第3濃度Ccの詳細について、図5を参照しながら説明する。図5は、シリコン酸化膜8Bおよびシリコン酸化物のエッチング処理におけるエッチング液中のシリコン濃度とエッチングレートの関係の一例について示す図である。
Details of the first concentration Ca to the third concentration Cc will now be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the silicon concentration in the etchant and the etching rate in etching the
図5に示すように、同じSiO2で構成されるシリコン酸化膜8Bおよびシリコン酸化物であっても、膜質が異なることからエッチングレートは異なる。また、シリコン酸化膜8Bおよびシリコン酸化物は、いずれもエッチング液中のシリコン濃度が高くなるほどエッチングレートが低下し、所定のしきい値以上のシリコン濃度ではエッチングで溶解するのではなく逆にシリコン酸化物が析出する。
As shown in FIG. 5, even if the
図5に示すように、第1濃度Caは、シリコン酸化物のみならず、シリコン酸化膜8Bもエッチングされる濃度である。また、第3濃度Ccは、シリコン酸化膜8Bはエッチングされない(すなわち、エッチングレートがほぼゼロである)一方で、シリコン酸化物はエッチングされる濃度である。
As shown in FIG. 5, the first concentration Ca is a concentration that etches not only the silicon oxide but also the
そして、第2濃度Cbは、第1濃度Caと第3濃度Ccとの間の濃度である。すなわち、第2濃度Cbは、シリコン酸化物のみならずシリコン酸化膜8Bもエッチングされる濃度である一方で、第1濃度Caに比べてエッチングレート自体は小さい濃度である。
The second concentration Cb is a concentration between the first concentration Ca and the third concentration Cc. That is, the second concentration Cb is a concentration at which not only the silicon oxide but also the
ここで、エッチング液中のシリコン濃度が高い(たとえば、第2濃度Cbや第3濃度Cc)ほど、シリコン酸化膜8Bに対するシリコン窒化膜8Aのエッチングレートが大きくなる(すなわち、選択比が大きくなる)。
Here, the higher the silicon concentration in the etchant (for example, the second concentration Cb or the third concentration Cc), the higher the etching rate of the
一方で、シリコン窒化膜8Aおよびシリコン酸化膜8Bが高積層された基板8をシリコン濃度が高いエッチング液で処理した場合、特に溝8Cの下側に位置するシリコン酸化膜8B上にシリコン酸化物が析出することが懸念されていた。
On the other hand, when the
なぜなら、溝8Cの上側に比べて溝8Cの下側は新しいエッチング液に置換されにくいことから、どうしてもシリコン濃度が高くなってしまうからである。そこで、本願の発明者は、かかる現象の詳細について鋭意検討したところ新たな知見を得た。
This is because the lower side of the
図6は、エッチング液中のシリコン濃度が第2濃度Cbである場合のシリコン酸化膜8Bの膜厚の推移を示す図である。かかる結果から、シリコン濃度が比較的高い第2濃度Cbでエッチング処理した場合、初期段階では確かにシリコン酸化物がシリコン酸化膜8B上に析出し、シリコン酸化膜8Bの膜厚が増加する現象が見られる。
FIG. 6 is a diagram showing transition of the film thickness of the
一方で、エッチング処理の初期段階を過ぎると、シリコン濃度が比較的高い第2濃度Cbであっても、シリコン酸化膜8Bにおける膜厚の増加現象が収まることが明らかとなった。すなわち、シリコン酸化物がシリコン酸化膜8B上に析出する現象は、エッチング処理の初期段階を過ぎると収まることが明らかとなった。
On the other hand, it was found that after the initial stage of the etching process, even at the second concentration Cb, which is a relatively high silicon concentration, the increase in the film thickness of the
この結果は、基板8で以下のような現象が起こっているためと考えられる。エッチング処理の初期段階では、溝8Cの体積に対するシリコン窒化膜8Aのエッチング量が多いことから、溝8Cの内部(特に溝8Cの下側)のシリコン濃度が高くなりやすい。したがって、エッチング処理の初期段階では、シリコン酸化物がシリコン酸化膜8B上に析出する現象が発生する。
It is considered that this result is caused by the following phenomena occurring in the
一方で、エッチング処理の初期段階を過ぎると、溝8Cの体積は隙間8Dが形成されることにより増加する一方で、シリコン窒化膜8Aのエッチング量は初期段階とあまり変わらないことから、溝8Cの内部のシリコン濃度が相対的に低下する。したがって、エッチング処理の初期段階を過ぎると、シリコン酸化物がシリコン酸化膜8B上に析出する現象が収まると考えられる。
On the other hand, after the initial stage of the etching process, the volume of the
図6の結果に基づいて、実施形態では、図4に示すように、エッチング処理の初期段階である第1エッチング処理をシリコン濃度が比較的低い第1濃度Caで実施することとした。これにより、エッチング処理の初期段階でシリコン酸化物がシリコン酸化膜8B上に析出する現象を抑制することができる。
Based on the results of FIG. 6, in the embodiment, as shown in FIG. 4, the first etching process, which is the initial stage of the etching process, is performed at a first concentration Ca having a relatively low silicon concentration. This can suppress the phenomenon that silicon oxide is deposited on the
そして、エッチング処理の初期段階が過ぎて、シリコン酸化物がシリコン酸化膜8B上に析出する現象が収まった段階で実施する第2エッチング処理では、シリコン濃度を比較的高い第2濃度Cbで実施する。これにより、シリコン酸化膜8Bに対するシリコン窒化膜8Aの選択比を大きくすることができることから、エッチング処理をより効率よく実施することができる。
In the second etching process, which is performed after the initial stage of the etching process has passed and the phenomenon in which silicon oxide deposits on the
なお、実施形態では、シリコン濃度が比較的高い第2濃度Cbで第2エッチング処理を実施したとしても、図6に示すように、シリコン酸化物がシリコン酸化膜8B上に析出する現象は収まっている。したがって、実施形態によれば、隣接するシリコン酸化膜8Bの間がシリコン酸化物で閉塞する現象を抑制することができる。
In the embodiment, even if the second etching process is performed with the second concentration Cb having a relatively high silicon concentration, as shown in FIG. there is Therefore, according to the embodiment, it is possible to suppress the phenomenon that the space between adjacent
さらに、実施形態では、第2エッチング処理によって両側の隙間8Dが連通し、シリコン窒化膜8Aが基板8から除去された後に、第3エッチング処理を実施する。ここでシリコン濃度がさらに高い第3濃度Ccで第3エッチング処理を行うことにより、図5に示すように、シリコン酸化膜8B上に析出したシリコン酸化物のみをエッチングすることができる。
Furthermore, in the embodiment, after the
すなわち、実施形態では、シリコン窒化膜8Aが基板8から除去された後に第3エッチング処理を行うことにより、シリコン酸化膜8B上に析出したシリコン酸化物を除去することができる。したがって、実施形態によれば、基板8に所望の間隔の隙間8Dを形成することができる。
That is, in the embodiment, by performing the third etching process after the
なお、実施形態では、シリコン酸化膜8B上に析出したシリコン酸化物を除去する処理としてシリコン濃度が第3濃度Ccであるリン酸処理液を用いた例について示したが、シリコン酸化物を除去する処理はかかる例に限られない。たとえば、SC-1をエッチング液として用いて、シリコン酸化膜8B上に析出したシリコン酸化物を除去してもよい。
In the embodiment, an example of using the phosphating solution having the silicon concentration of the third concentration Cc as the treatment for removing the silicon oxide deposited on the
また、図4に示すように、第1エッチング処理~第3エッチング処理では、エッチング液中のシリコン濃度を高くするにしたがってエッチング液の温度を高くするとよい。このようにエッチング液の温度を高くすることにより、エッチング液に対するシリコンの飽和濃度を高くすることができることから、エッチング液中のシリコン濃度を所望の第2濃度Cbや第3濃度Ccにすることができる。 Further, as shown in FIG. 4, in the first to third etching processes, the temperature of the etchant should be increased as the silicon concentration in the etchant is increased. By increasing the temperature of the etchant in this manner, the saturation concentration of silicon in the etchant can be increased, so that the silicon concentration in the etchant can be set to the desired second concentration Cb or third concentration Cc. can.
図7は、実施形態に係る基板処理装置1でのエッチング処理を説明するための図である。図7の(a)に示すように、実施形態では、基板処理装置1に3つの処理槽27A、27B、27Cが用意される。
FIG. 7 is a diagram for explaining etching processing in the
処理槽27Aには、シリコン濃度が第1濃度Caであるリン酸処理液が貯留され、処理槽27Bにはシリコン濃度が第2濃度Cbであるリン酸処理液が貯留され、処理槽27Cにはシリコン濃度が第3濃度Ccであるリン酸処理液が貯留される。
The
そして、制御部100は、図7の(a)に示すように、基板8を処理槽27Aに搬送し、処理槽27Aで基板8に第1エッチング処理を施す。次に、図7の(b)に示すように、制御部100は、基板8を処理槽27Aから処理槽27Bに搬送し、処理槽27Bで基板8に第2エッチング処理を施す。
Then, as shown in (a) of FIG. 7, the
最後に、図7の(c)に示すように、制御部100は、基板8を処理槽27Bから処理槽27Cに搬送し、処理槽27Cで基板8に第3エッチング処理を施す。これにより、実施形態に係る第1エッチング処理~第3エッチング処理を円滑に基板8に施すことができる。
Finally, as shown in (c) of FIG. 7, the
なお、実施形態では、シリコン濃度の異なる3つの処理槽27A~27Cを用意して、基板8に第1エッチング処理~第3エッチング処理を施す例について示したが、基板8に第1エッチング処理~第3エッチング処理を施す処理はかかる例に限られない。
In the embodiment, three
たとえば、1つの処理槽27において、最初にシリコン濃度を第1濃度Caに設定し、次に時間t1でシリコン濃度を第2濃度Cbに変更し、さらに時間t2でシリコン濃度を第3濃度Ccに変更してもよい。
For example, in one
<変形例>
つづいては、実施形態の各種変形例について、図8~図14を参照しながら説明する。図8は、実施形態の変形例1に係るエッチング処理におけるエッチング液中のシリコン濃度およびエッチング液の温度の推移を示す図である。図8に示すように、基板8に施すエッチング処理は、上述の第1エッチング処理および第2エッチング処理のみを行い、第3エッチング処理を省略してもよい。
<Modification>
Next, various modifications of the embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 14. FIG. FIG. 8 is a diagram showing transitions of the silicon concentration in the etchant and the temperature of the etchant in the etching process according to
図9は、実施形態の変形例2に係るエッチング処理におけるエッチング液中のシリコン濃度およびエッチング液の温度の推移を示す図である。図9に示すように、基板8に施すエッチング処理は、時間t1を経過した後も第1エッチング処理を継続し、その後も第2エッチング処理を行わず、第1エッチング処理から所定の時間t2aで第3エッチング処理に移行してもよい。
FIG. 9 is a diagram showing transitions of the silicon concentration in the etchant and the temperature of the etchant in the etching process according to
図10は、実施形態の変形例3に係るエッチング処理におけるエッチング液中のシリコン濃度およびエッチング液の温度の推移を示す図である。図10に示すように、基板8に施すエッチング処理は、時間t1を経過した後に第1エッチング処理から第3エッチング処理に直接移行し、そのまま基板8に第3エッチング処理を施してエッチング処理を完了してもよい。
FIG. 10 is a diagram showing the transition of the silicon concentration in the etchant and the temperature of the etchant in the etching process according to
図11は、実施形態の変形例4に係るエッチング処理におけるエッチング液中のシリコン濃度およびエッチング液の温度の推移を示す図である。図11に示すように、基板8に施すエッチング処理は、時間t1を経過した後に第1エッチング処理から第3エッチング処理に直接移行し、次に第3エッチング処理から第2エッチング処理に移行してもよい。
FIG. 11 is a diagram showing transitions of the silicon concentration in the etchant and the temperature of the etchant in the etching process according to
図12は、実施形態の変形例5に係る基板処理装置1でのエッチング処理を説明するための図である。図12の(a)に示すように、変形例5では、基板処理装置1に処理槽27Aより多くの処理槽27Bが設けられる。たとえば、変形例5では、基板処理装置1に1つの処理槽27Aと、3つの処理槽27B1~27B3と、1つの処理槽27Cとが用意される。
FIG. 12 is a diagram for explaining etching processing in the
処理槽27Aには、シリコン濃度が第1濃度Caであるリン酸処理液が貯留され、処理槽27B1~27B3にはシリコン濃度が第2濃度Cbであるリン酸処理液が貯留され、処理槽27Cにはシリコン濃度が第3濃度Ccであるリン酸処理液が貯留される。
The
そして、制御部100は、図12の(a)に示すように、基板8-1を処理槽27Aに搬送し、処理槽27Aで基板8-1に第1エッチング処理を施す。
Then, as shown in FIG. 12A, the
次に、図12の(b)に示すように、制御部100は、基板8-1を処理槽27Aから処理槽27B1に搬送し、かかる処理槽27B1で基板8-1に第2エッチング処理を施す。その際、制御部100は、別のロットの基板8-2を空いた処理槽27Aに搬送し、処理槽27Aで基板8-2に第1エッチング処理を施す。
Next, as shown in FIG. 12B, the
ここで、図4に示したように、第2エッチング処理は第1エッチング処理より長い時間(たとえば、第1エッチング処理の3~4倍程度の時間)が必要となる。したがって、後に投入した基板8-2の第1エッチング処理が終わった際に、先に投入した基板8-1の第2エッチング処理はまだ終わっていない。 Here, as shown in FIG. 4, the second etching process requires a longer time than the first etching process (for example, about three to four times as long as the first etching process). Therefore, when the first etching process for the substrate 8-2 introduced later is completed, the second etching process for the substrate 8-1 introduced earlier is not yet completed.
そこで、変形例5では、図12の(c)に示すように、第1エッチング処理が終わった基板8-2を別の処理槽27B2に搬送して第2エッチング処理を施すこととした。これにより、先に投入した基板8-1の第2エッチング処理が終わるまで待機することなく、後に投入した基板8-2にも第2エッチング処理を施すことができる。 Therefore, in Modified Example 5, as shown in FIG. 12C, the substrate 8-2 that has undergone the first etching treatment is transported to another treatment bath 27B2 and subjected to the second etching treatment. As a result, the second etching process can be applied to the substrate 8-2 that is input later without waiting until the second etching process for the substrate 8-1 that is input first is completed.
また、基板8-2を別の処理槽27B2に搬送した際、別のロットの基板8-3を空いた処理槽27Aに搬送し、処理槽27Aで基板8-3に第1エッチング処理を施す。
Further, when the substrate 8-2 is transported to another processing bath 27B2, the substrate 8-3 of another lot is transported to the
次に、図12の(d)に示すように、制御部100は、基板8-3を処理槽27Aから処理槽27B3に搬送し、かかる処理槽27B3で基板8-3に第2エッチング処理を施す。その際、制御部100は、別のロットの基板8-4を空いた処理槽27Aに搬送し、処理槽27Aで基板8-4に第1エッチング処理を施す。
Next, as shown in (d) of FIG. 12, the
次に、図12の(e)に示すように、制御部100は、第2エッチング処理が終わった基板8-1を処理槽27B1から処理槽27Cに搬送し、かかる処理槽27Cで基板8-1に第3エッチング処理を施す。
Next, as shown in (e) of FIG. 12, the
その際、制御部100は、第1エッチング処理が終わった基板8-4を処理槽27Aから空いた処理槽27B1に搬送し、かかる処理槽27B1で基板8-4に第2エッチング処理を施す。さらに、制御部100は、別のロットの基板8-5を空いた処理槽27Aに搬送し、処理槽27Aで基板8-5に第1エッチング処理を施す。
At this time, the
ここで、図4に示したように、第3エッチング処理は第1エッチング処理と同程度の時間で処理が完了する。したがって、後に投入した基板8-2の第2エッチング処理が終わるのと同程度のタイミングで、先に投入した基板8-1の第3エッチング処理が完了する。 Here, as shown in FIG. 4, the third etching process is completed in about the same time as the first etching process. Therefore, the third etching process for the previously input substrate 8-1 is completed at approximately the same timing as the completion of the second etching process for the substrate 8-2 that is subsequently input.
そこで、図12の(f)に示すように、制御部100は、第3エッチング処理が終わった基板8-1を処理槽27Cから搬出する際に、基板8-2を処理槽27B2から空いた処理槽27Cに搬送し、かかる処理槽27Cで基板8-2に第3エッチング処理を施す。
Therefore, as shown in (f) of FIG. 12, the
その際、制御部100は、第1エッチング処理が終わった基板8-5を処理槽27Aから空いた処理槽27B2に搬送し、かかる処理槽27B2で基板8-5に第2エッチング処理を施す。さらに、制御部100は、別のロットの基板8-6を空いた処理槽27Aに搬送し、処理槽27Aで基板8-6に第1エッチング処理を施す。
At this time, the
ここまで説明したように、変形例5では、もっとも処理に時間がかかる第2エッチング処理を実施する処理槽27Bの数を、第1エッチング処理を実施する処理槽27Aや第3エッチング処理を実施する処理槽27Cよりも多く用意する。これにより、基板8を基板処理装置1の内部で処理待ちさせることなく、基板8に円滑に第1エッチング処理~第3エッチング処理を施すことができる。
As described above, in Modified Example 5, the number of
図13は、実施形態の変形例6に係る基板処理装置1でのエッチング処理を説明するための図である。図13の(a)に示すように、変形例6では、基板処理装置1に2つの処理槽27D、27Eが用意される。
FIG. 13 is a diagram for explaining etching processing in the
処理槽27Dには、シリコン濃度が第1濃度Caであるリン酸処理液が貯留され、処理槽27Eにはシリコン濃度が第3濃度Ccであるリン酸処理液が貯留される。
A phosphating solution having a first silicon concentration Ca is stored in the
そして、制御部100は、図13の(a)に示すように、基板8-7を処理槽27Dに搬送し、処理槽27Dで基板8-7に第1エッチング処理および第2エッチング処理を施す。具体的には、処理槽27Dでは時間t1までエッチング液中のシリコン濃度を第1濃度Caに制御する給排出制御が行われる。
Then, as shown in (a) of FIG. 13, the
そして、時間t1以降は、かかる給排出制御を制御部100が行わないことにより、エッチング液中のシリコン濃度を徐々に第2濃度Cbに上昇させる。これにより、処理槽27Dで第1エッチング処理から第2エッチング処理に移行させることができる。
After the time t1, the
次に、図13の(b)に示すように、制御部100は、基板8-7を処理槽27Dから処理槽27Eに搬送し、処理槽27Eで基板8-7に第3エッチング処理を施す。これにより、1ロットの基板8-7のエッチング処理が完了する。
Next, as shown in (b) of FIG. 13, the
なお、第3エッチング処理ではすでに基板8-7からシリコン窒化膜8Aが除去されていることから、処理槽27Eのシリコン濃度は第3濃度Ccから変化しない。
Since the
次に、図13の(c)に示すように、制御部100は、処理槽27Dのエッチング液を交換し、図13の(d)に示すように、処理槽27Dにはシリコン濃度が第1濃度Caであるリン酸処理液が貯留される。
Next, as shown in (c) of FIG. 13, the
そして、制御部100は、図13の(e)に示すように、次のロットの基板8-8を処理槽27Dに搬送し、処理槽27Dで基板8-8に第1エッチング処理および第2エッチング処理を施す。かかる第1エッチング処理および第2エッチング処理は、図13(a)で示した処理と同じ処理である。
Then, as shown in (e) of FIG. 13, the
そして、図13の(b)に示したように、制御部100は、次のロットの基板8-8を処理槽27Dから処理槽27Eに搬送し、処理槽27Eで基板8-8に第3エッチング処理を施す。これにより、次のロットの基板8-8のエッチング処理が完了する。
Then, as shown in (b) of FIG. 13, the
このように、一方の処理槽27Dで第1エッチング処理および第2エッチング処理を行い、もう一方の処理槽27Eで第3エッチング処理を行うことにより、2つの処理槽27D、27Eで第1エッチング処理~第3エッチング処理を基板8に施すことができる。
In this manner, the first etching process and the second etching process are performed in one of the
図14は、実施形態の変形例7に係る基板処理装置1でのエッチング処理を説明するための図である。図14の(a)に示すように、変形例7では、基板処理装置1に2つの処理槽27F、27Gが用意される。
FIG. 14 is a diagram for explaining etching processing in the
処理槽27Fには、シリコン濃度が第1濃度Caであるリン酸処理液が貯留され、処理槽27Gにはシリコン濃度が第2濃度Cbであるリン酸処理液が貯留される。
A phosphating solution having a silicon concentration of a first concentration Ca is stored in the
そして、制御部100は、図14の(a)に示すように、基板8-9を処理槽27Fに搬送し、処理槽27Fで基板8-9に第1エッチング処理を施す。具体的には、処理槽27Fでは時間t1までエッチング液中のシリコン濃度を第1濃度Caに制御する給排出制御が行われる。
Then, as shown in FIG. 14A, the
そして、図14の(b)に示すように、制御部100は、時間t1以降にかかる給排出制御を止めて、エッチング液中のシリコン濃度を第2濃度Cbに上昇させてから、基板8-9を処理槽27Fから処理槽27Gに搬送する。
Then, as shown in FIG. 14B, the
そして、制御部100は、処理槽27Gで基板8-9に第2エッチング処理および第3エッチング処理を施す。具体的には、処理槽27Gでは時間t2までエッチング液中のシリコン濃度を第2濃度Cbに制御する給排出制御が行われる。
Then, the
そして、時間t2以降は、かかる給排出制御を制御部100が行わないことから、エッチング液中のシリコン濃度が徐々に第3濃度Ccに上昇する。これにより、処理槽27Gで第2エッチング処理から第3エッチング処理に移行させることができる。そして、1ロットの基板8-9のエッチング処理が完了する。
After time t2, the
次に、図14の(c)に示すように、制御部100は、処理槽27Gのエッチング液を交換し、図14の(d)に示すように、処理槽27Gにはシリコン濃度が第1濃度Caであるリン酸処理液が貯留される。
Next, as shown in (c) of FIG. 14, the
そして、制御部100は、図14の(e)に示すように、次のロットの基板8-10を処理槽27Gに搬送し、処理槽27Gで基板8-10に第1エッチング処理を施す。具体的には、処理槽27Gでは時間t1までエッチング液中のシリコン濃度を第1濃度Caに制御する給排出制御が行われる。
Then, as shown in (e) of FIG. 14, the
そして、図14の(f)に示すように、制御部100は、時間t1以降にかかる給排出制御を止めて、エッチング液中のシリコン濃度を第2濃度Cbに上昇させた後に、次のロットの基板8-10を処理槽27Gから処理槽27Fに搬送する。
Then, as shown in (f) of FIG. 14, the
そして、制御部100は、処理槽27Fで次のロットの基板8-10に第2エッチング処理および第3エッチング処理を施す。具体的には、処理槽27Fでは時間t2までエッチング液中のシリコン濃度を第2濃度Cbに制御する給排出制御が行われる。
Then, the
そして、時間t2以降は、かかる給排出制御を制御部100が行わないことにより、エッチング液中のシリコン濃度を徐々に第3濃度Ccに上昇させる。これにより、処理槽27Fで第2エッチング処理から第3エッチング処理に移行させることができる。そして、次のロットの基板8-10のエッチング処理が完了する。
After time t2, the
次は、図示してはいないが、制御部100は、処理槽27Fのエッチング液を交換し、処理槽27Gにはシリコン濃度が第1濃度Caであるリン酸処理液が貯留され、図14の(a)に示した状態に戻る。
Next, although not shown, the
このように、2つの処理槽27F、27Gで第1エッチング処理と第2エッチング処理および第3エッチング処理とを交互に行うことにより、2つの処理槽27F、27Gで第1エッチング処理~第3エッチング処理を基板8に施すことができる。
Thus, by alternately performing the first etching process, the second etching process and the third etching process in the two
実施形態に係る基板処理装置1は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板8をリン酸処理液に浸漬することでエッチング処理を行う基板処理槽(処理槽27A)と、基板処理槽(処理槽27A)を制御する制御部100と、を備える。そして、制御部100は、基板処理槽(処理槽27A)での基板8の浸漬を開始した時点から第1の時間間隔が経過するまでの間、リン酸処理液中のシリコン濃度をシリコン酸化膜8Bがエッチングされる第1のシリコン濃度(第1濃度Ca)に制御する。これにより、シリコン窒化膜8Aおよびシリコン酸化膜8Bが高積層された基板8でも、シリコン窒化膜8Aを精度よくエッチングすることができる。
The
また、実施形態に係る基板処理装置1は、エッチング処理を行う別の基板処理槽(処理槽27B)と、基板処理槽(処理槽27A)と別の基板処理槽(処理槽27B)との間で基板8を搬送する搬送部(ロット搬送機構19)とをさらに備える。また、制御部100は、別の基板処理槽(処理槽27B)に貯留されるリン酸処理液中のシリコン濃度を、第1シリコン濃度(第1濃度Ca)より高い第2のシリコン濃度(第2濃度Cb)に制御する。そして、制御部100は、基板処理槽(処理槽27A)で第1の時間間隔が経過するまで浸漬された基板8を別の基板処理槽(処理槽27B)に搬送して浸漬させる。これにより、実施形態に係る第1エッチング処理~第3エッチング処理を円滑に基板8に施すことができる。
Further, the
また、実施形態に係る基板処理装置1において、別の基板処理槽(処理槽27B)は、基板処理槽(処理槽27A)より多い数設けられる。これにより、基板8を基板処理装置1の内部で処理待ちさせることなく、基板8に円滑に第1エッチング処理~第3エッチング処理を施すことができる。
Further, in the
<エッチング処理の詳細>
つづいて、図15を参照しながら、実施形態に係る基板処理装置1が実行するエッチング処理の詳細について説明する。図15は、実施形態に係るエッチング処理の処理手順を示すフローチャートである。
<Details of etching process>
Next, details of the etching process performed by the
最初に、制御部100は、エッチング処理を開始した時間t0から所定の時間t1までの第1の時間間隔で、基板8に第1エッチング処理を施す(ステップS101)。かかる第1エッチング処理において、制御部100は、エッチング液中のシリコン濃度を所定の第1濃度Caに制御し、エッチング液の温度を所定の第1温度Taに制御する。
First, the
次に、制御部100は、時間t1から所定の時間t2までの第2の時間間隔で、基板8に第2エッチング処理を施す(ステップS102)。かかる第2エッチング処理において、制御部100は、エッチング液中のシリコン濃度を所定の第2濃度Cbに制御し、エッチング液の温度を所定の第2温度Tbに制御する。
Next, the
最後に、制御部100は、時間t2から所定の時間t3までの第3の時間間隔で、基板8に第3エッチング処理を施し(ステップS103)、処理を完了する。かかる第3エッチング処理において、制御部100は、エッチング液中のシリコン濃度を所定の第3濃度Ccに制御し、エッチング液の温度を所定の第3温度Tcに制御する。
Finally, the
実施形態に係る基板処理方法は、シリコン酸化膜8Bおよびシリコン窒化膜8Aが形成された基板8を、リン酸処理液によってエッチングするエッチング工程を含む。そして、エッチング工程は、開始時点(時間t0)から第1の時間間隔が経過するまで(時間t1まで)の間、リン酸処理液中のシリコン濃度をシリコン酸化膜8Bがエッチングされる第1のシリコン濃度(第1濃度Ca)にする。これにより、シリコン窒化膜8Aおよびシリコン酸化膜8Bが高積層された基板8でも、シリコン窒化膜8Aを精度よくエッチングすることができる。
The substrate processing method according to the embodiment includes an etching step of etching the
また、実施形態に係る基板処理方法において、エッチング工程は、第1の時間間隔が経過した時点(時間t1)から、リン酸処理液中のシリコン濃度を第1のシリコン濃度(第1濃度Ca)より高い第2のシリコン濃度(第2濃度Cb)にする。これにより、シリコン酸化膜8Bに対するシリコン窒化膜8Aの選択比を大きくすることができることから、エッチング処理をより効率よく実施することができる。
Further, in the substrate processing method according to the embodiment, the silicon concentration in the phosphating solution is changed to the first silicon concentration (first concentration Ca) after the first time interval (time t1). A higher second silicon concentration (second concentration Cb) is set. As a result, the selection ratio of the
また、実施形態に係る基板処理方法において、エッチング工程は、第1の時間間隔の終了後、さらに第2の時間間隔が経過した時点(時間t2)から、リン酸処理液中のシリコン濃度を第2のシリコン濃度(第2温度Tb)より高い第3のシリコン濃度(第3濃度Cc)にする。これにより、シリコン酸化膜8B上に析出したシリコン酸化物を除去することができる。
In addition, in the substrate processing method according to the embodiment, in the etching step, the concentration of silicon in the phosphating solution is reduced to A third silicon concentration (third concentration Cc) higher than the silicon concentration (second temperature Tb) of No. 2 is set. Thereby, the silicon oxide deposited on the
また、実施形態に係る基板処理方法において、第3のシリコン濃度(第3濃度Cc)は、シリコン酸化膜8Bがエッチングされない濃度である。これにより、シリコン酸化膜8B上に析出したシリコン酸化物のみをエッチングすることができる。
Further, in the substrate processing method according to the embodiment, the third silicon concentration (third concentration Cc) is a concentration at which the
また、実施形態に係る基板処理方法において、エッチング工程は、第1の時間間隔が経過した時点(時間t1)から、リン酸処理液の温度を第1の時間間隔が経過するまで(時間t1まで)の第1の温度(第1温度Ta)より高い第2の温度(第2温度Tb)にする。これにより、エッチング液に対するシリコンの飽和濃度を高くすることができることから、エッチング液中のシリコン濃度を所望の第2濃度Cbにすることができる。 Further, in the substrate processing method according to the embodiment, the etching process is performed by increasing the temperature of the phosphating solution from the time when the first time interval elapses (time t1) until the first time interval elapses (until time t1). ) to a second temperature (second temperature Tb) higher than the first temperature (first temperature Ta). As a result, the saturation concentration of silicon in the etchant can be increased, so that the concentration of silicon in the etchant can be the desired second concentration Cb.
また、実施形態に係る基板処理方法において、エッチング工程は、第1の時間間隔の終了後、さらに第2の時間間隔が経過した時点(時間t2)から、リン酸処理液の温度を第2の温度(第2温度Tb)より高い第3の温度(第3温度Tc)にする。これにより、エッチング液に対するシリコンの飽和濃度を高くすることができることから、エッチング液中のシリコン濃度を所望の第3濃度Ccにすることができる。 Further, in the substrate processing method according to the embodiment, the temperature of the phosphating solution is changed to the second temperature after the first time interval and the second time interval (time t2). A third temperature (third temperature Tc) higher than the temperature (second temperature Tb) is set. As a result, the saturation concentration of silicon in the etchant can be increased, so that the concentration of silicon in the etchant can be set to the desired third concentration Cc.
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、リン酸水溶液にシリコン含有化合物を添加してシリコン濃度を調整した溶液をエッチング液として用いた例について示したが、かかるエッチング液にさらにSiO2析出防止剤などを添加してもよい。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present disclosure. For example, in the above embodiment, an example was shown in which a solution obtained by adding a silicon-containing compound to an aqueous solution of phosphoric acid to adjust the silicon concentration was used as an etching solution. You may
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. Indeed, the above-described embodiments may be embodied in many different forms. Also, the above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.
1 基板処理装置
8、8-1~8-10 基板
8A シリコン窒化膜
8B シリコン酸化膜
27、27A~27G 処理槽
100 制御部
1
Claims (8)
前記エッチング工程は、
開始時点から第1の時間間隔が経過するまでの間、前記リン酸処理液中のシリコン濃度を前記シリコン酸化膜がエッチングされる第1のシリコン濃度にし、
前記第1の時間間隔が経過した時点から、前記リン酸処理液の温度を前記第1の時間間隔が経過するまでの第1の温度より高い第2の温度にし、
前記第1の時間間隔の終了後、さらに第2の時間間隔が経過した時点から、前記リン酸処理液の温度を前記第2の温度より高い第3の温度にする
基板処理方法。 An etching step of etching the substrate on which the silicon oxide film and the silicon nitride film are formed with a phosphating solution,
The etching step includes
setting the silicon concentration in the phosphating solution to a first silicon concentration at which the silicon oxide film is etched during the first time interval from the start time until the elapse of the first time interval ;
bringing the temperature of the phosphating solution to a second temperature higher than the first temperature until the first time interval elapses from the time the first time interval elapses;
After the end of the first time interval, the temperature of the phosphating solution is set to a third temperature higher than the second temperature after a second time interval has passed.
Substrate processing method.
前記第1の時間間隔が経過した時点から、前記リン酸処理液中のシリコン濃度を前記第1のシリコン濃度より高い第2のシリコン濃度にする
請求項1に記載の基板処理方法。 The etching step includes
2. The substrate processing method according to claim 1, wherein the silicon concentration in the phosphating solution is set to a second silicon concentration higher than the first silicon concentration after the first time interval has passed.
前記第1の時間間隔の終了後、さらに前記第2の時間間隔が経過した時点から、前記リン酸処理液中のシリコン濃度を前記第2のシリコン濃度より高い第3のシリコン濃度にする
請求項2に記載の基板処理方法。 The etching step includes
3. After the first time interval has ended, the silicon concentration in the phosphating solution is set to a third silicon concentration higher than the second silicon concentration after the second time interval has elapsed. 2. The substrate processing method according to 2.
請求項3に記載の基板処理方法。 4. The substrate processing method according to claim 3, wherein the third silicon concentration is a concentration at which the silicon oxide film is not etched.
前記基板処理槽を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基板処理槽での前記基板の浸漬を開始した時点から第1の時間間隔が経過するまでの間、前記リン酸処理液中のシリコン濃度を前記シリコン酸化膜がエッチングされる第1のシリコン濃度に制御し、
前記第1の時間間隔が経過した時点から、前記リン酸処理液の温度を前記第1の時間間隔が経過するまでの第1の温度より高い第2の温度に制御し、
前記第1の時間間隔の終了後、さらに第2の時間間隔が経過した時点から、前記リン酸処理液の温度を前記第2の温度より高い第3の温度に制御する
基板処理装置。 a substrate processing bath for performing an etching process by immersing a substrate on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed in a phosphating solution;
a control unit for controlling the substrate processing bath;
with
The control unit
The silicon concentration in the phosphating solution is set to a first silicon concentration at which the silicon oxide film is etched for a first time interval from when the substrate starts to be immersed in the substrate processing tank. control to
controlling the temperature of the phosphating solution from the time the first time interval elapses to a second temperature that is higher than the first temperature until the first time interval elapses;
After the end of the first time interval, the temperature of the phosphating solution is controlled to a third temperature higher than the second temperature after a second time interval has elapsed.
Substrate processing equipment.
前記基板処理槽と前記別の基板処理槽との間で前記基板を搬送する搬送部とをさらに備え、
前記制御部は、
前記別の基板処理槽に貯留される前記リン酸処理液中のシリコン濃度を、前記第1のシリコン濃度より高い第2のシリコン濃度に制御し、
前記基板処理槽で前記第1の時間間隔が経過するまで浸漬された前記基板を前記別の基板処理槽に搬送して浸漬させる
請求項5に記載の基板処理装置。 another substrate processing bath for performing the etching process;
further comprising a transport unit for transporting the substrate between the substrate processing bath and the other substrate processing bath;
The control unit
controlling the silicon concentration in the phosphating solution stored in the separate substrate processing tank to a second silicon concentration higher than the first silicon concentration;
6. The substrate processing apparatus according to claim 5 , wherein the substrate immersed in the substrate processing bath until the first time interval elapses is transported to the other substrate processing bath and immersed therein.
請求項6に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 6 , wherein the number of the separate substrate processing baths is greater than that of the substrate processing baths.
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